[发明专利]一种模拟混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置

说明书

本发明公开了一种模拟混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置，克服了不能进行土壤冻结情况下的混凝土桩拉拔问题，其包括试验箱体、制冷系统、拉拔系统、量测系统与信息采集系统；量测系统包括位移传感器、传感器限位板与钢制刻度尺；试验箱体通过其中的外框架安装在地面上，制冷系统通过其冷却器安在试验箱体上，拉拔系统安装在试验箱体的上方并通过其拉拔力反力架安装在试验箱体两侧地面上；位移传感器一端安装在拉拔力反力架上，位移传感器另一端与传感器限位板连接，传感器限位板中心处与拉拔系统的拉拔杆顶端焊接，钢制刻度尺安装在试验箱体中冻结箱主箱体中内箱体的一角处；信息采集系统中的13～32个应变片粘贴在被试件混凝土桩四周桩壁上。

技术领域

本发明涉及一种属于冻土工程试验仪器技术领域的试验装置，更确切地说，本发明涉及一种模拟混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置。

背景技术

在天然冻土区或人工冻土工程中存在着大量冻土与结构物接触界面层问题，混凝土桩体和冻土之间的界面特性是冻土工程研究的重要参数，这可由拉拔试验获得的拉拔力-拉拔位移关系反应、应变-切向作用力关系曲线反映。

然而，混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置属于空白，传统的拉拔装置模拟不了土壤冻结的情况，传统的冻结装置无法进行拉拔试验。

目前急需开发一种简易且有效的可进行冻结和拉拔于一体的试验装置，以解决土壤冻结条件下混凝土桩体的拉拔。鉴于此,发明人对可模拟混凝土桩在冻土层中冻结试验的拉拔装置进行了深入研究和设计,遂由本案产生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术不能进行土壤冻结情况下的混凝土桩拉拔问题，提供了一种模拟混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的一种模拟混凝土桩在冻土层中拉拔试验的装置包括试验箱体、制冷系统、拉拔系统、量测系统与信息采集系统；

所述的量测系统包括位移传感器、传感器限位板与钢制刻度尺；

所述的试验箱体通过其中的外框架安装在地面上，制冷系统中的冷却器安装在试验箱体上，拉拔系统安装在试验箱体的上方并通过其中的拉拔力反力架中的2根结构相同的立柱安装在试验箱体两侧的地面上；位移传感器的一端安装在拉拔力反力架上，位移传感器的另一端与传感器限位板的底端面连接，传感器限位板底端面的中心处与拉拔系统的拉拔杆顶端焊接连接，拉拔杆底端通过锚具与被测件混凝土桩的顶端连接，钢制刻度尺竖直地安装在试验箱体中冻结箱主箱体中内箱体的一角处；信息采集系统中的13～32个结构相同的应变片均匀地粘贴在处于冻结箱主箱体中被测件混凝土桩的外壁上。

技术方案中所述的试验箱体还包括冻结箱主箱体、保温材料与钢盖板；所述的冻结箱主箱体是非标准件，冻结箱主箱体是由内箱体与外箱体构成，内箱体与外箱体皆采用钢板制作的内部空心的顶端开口的正方体形的壳体件，内箱体放置在外箱体内，内箱体与外箱体的四壁和底部之间设置有一个23mm～25mm等厚度的空隙区域；

所述的保温材料为聚氨酯泡沫板，将泡沫板切割成3mm～5mm的厚板，在冻结箱主箱体中外箱体的内箱壁面上用结构胶将3mm～5mm厚的聚氨酯泡沫板全部粘满；

所述的外框架为采用钢板焊接而成的一个长方体形的箱体件，顶端为开口式，在外框架左箱壁下部的左侧设置有1个圆形通孔，外框架上的圆形通孔与冻结箱主箱体中的外箱体的左箱壁上的圆形通孔结构相同并左右对正，外框架箱体内腔的长度、宽度尺寸相等，并和冻结箱主箱体中的外箱体的长度、宽度尺寸相等，外框架箱体的高度尺寸大于冻结箱主箱体中外箱体的高度尺寸；

所述的钢盖板为非标准的板类结构件，厚度5mm～10mm，长宽相等为65.8cm～66.2cm，钢板盖中心处设置有用于安装混凝土桩的直径为10cm～40cm的圆孔，钢板盖左侧设置有直径1cm～2cm的用于测温的测温圆孔；